Ich habe mir noch mal Gedanken zur Steuerung der Rollrate von Ikaros gemacht. Grundlegend sollte es mit den wechselnd diffus/gerichtet reflektierenden Flächen so gehen:
Oben ist eine Draufsicht auf das Segel dargestellt. Von "unten" kommt das Licht. Die linke Steuerfläche reflektiert gerichtet, die rechte diffus.
Unten sind Reflexion und Kräfte beider Seiten qualitativ in einer Seitenansicht dargestellt.
Gerichtete Reflexion (links)Hier gilt für die Reflexion gegenüber dem Segel
Einfallswinkel = Ausfallswinkel für das einfallende Licht (gelb) und das ausfallende Licht (blau). Die Impulsänderung des Lichts geschieht senkrecht zum Segel, so dass auch die Impulsänderung/Kraft auf das Segel senkrecht wirkt (rot).
Diffuse Reflexion (rechts)Hier gilt für die Reflexion, dass
die Hauptkomponente des ausfallenden Lichts (blau) senkrecht zum Segel reflektiert wird, unabhängig vom Winkel des einfallenden Lichts (gelb). Da sich die Impulse der Streukomponenten (nicht dargestellt) aufheben, fällt der Impuls des ausfallenden Lichts auch geringer aus (kürzer). Richtung und Betrag der Impulsänderung des Lichts sind jetzt ein Mittel zwischen den ein- und ausfallenden Vektoren. Die Impulsänderung/Kraft auf das Segel ist jetzt gegenüber dem Segel geneigt und erzeugt eine Tangentialkomponente entlang das Segels.
In der Summe ergibt sich im oberen Bild durch diese Tangentialkomponente auf der rechten/diffusen Seite eine positives Drehmoment um die x-Achse und lässt das Segel oben nach rechts rotieren.
Man sieht auch, dass man die Drehrate so nicht unabhängig von Neigung und Beschleunigung des Segels steuern kann. Insgesamt ist dieses "Zusammenspiel" schwierig(er) zu kontrollieren. Es besteht auch die Gefahr, dass man in einen Zustand driftet, wo man die Kontrolle über einen oder mehrere Parameter verliert, ihn also so nicht mehr "einfangen" und zurückregeln kann, weil dann die anderen Lageparameter außer Kontrolle geraten würden. Ohne ein zweites "klassisches" Lagekontrollsystem mit entkoppelten Komponenten/Steuerparametern wird man komplett nicht auskommen.